火電廠煙氣脫硫脫硝課程教學的與時俱進

時煥崗　譚文軼　李乾軍

摘要：隨著環境保護要求的不斷提高，我國對電廠脫硫脫硝技術提出了越來越高的要求，火電廠煙氣脫硫脫硝技術面臨著重大的挑戰和發展機遇。《火電廠煙氣脫硫脫硝技術》作為我校環境工程（電力環保）專業的主干課程，具有重要的地位，也面臨著越來越多的挑戰。我們在教學中要關注國家與行業的新政策，了解專業的新技術，在教學中及時體現新內容，做到教學的與時俱進。

關鍵詞：脫硫脫硝；課程教學；與時俱進

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）47-0189-02

能源是人類文明的基礎，人類社會發展的歷史與人類認識和利用能源的歷史密切相關。當今社會，社會文明高度發展，能源需求也不斷上升。在我國的能源結構中，煤炭占有極其重要的地位，而且以煤為主的能源結構短期內難以改變，煤炭在較長時間內仍將是我國的主要能源。目前，煤炭的燃燒帶來了大量的污染問題，主要是煤炭的燃燒排放了大量的煙氣與粉塵。面對能源危機與環境問題，一方面，要加強以太陽能、生物質能、氫能等新能源技術的研究開發；另一方面，更要提高現有化石能源的利用效率，減少化石能源特別是煤炭燃燒利用帶來的環境問題。

據國家統計局2015年國民經濟和社會發展統計公報顯示，2015年末，我國發電裝機容量達到150828萬千瓦，其中火電裝機容量99021萬千瓦，占65.7%。而這些火電廠以燃煤為主，燃煤電廠的煙氣中排放大量的煙塵、SOx、NOx等污染物。目前，煙塵主要通過火電廠的除塵器去除，SOx一般由電廠的脫硫裝置脫除，NOx通過電廠的選擇性催化還原脫硝裝置脫除。在《火電廠煙氣脫硫脫硝技術》課程中，我們主要介紹的就是火電廠尤其是燃煤電廠煙氣中SOx、NOx的脫除原理、系統及設備。在課程教學中，我們必須要關注國家政策法規的更新，結合技術的發展新趨勢，以培養適應市場需求與變化的人才為目標，更新完善我們的教學活動。

一、新政策

針對火電廠的煙氣排放控制，我國出臺了一系列政策法規與標準文件，其中最重要的就是《火電廠大氣污染物排放標準》，該標準于2014年7月1日之后正式全面實行。標準要求燃煤電廠的煙氣中煙塵、SO2和NOx的排放限值分別為30、100、100 mg/Nm3。然而，我國近年來空氣污染觸目驚心，霧霾變得司空見慣，社會需求更加嚴格的排放標準。2014年9月12日，國家發展改革委員會、環境保護部聯合國家能源局特制定了《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014—2020年）》。計劃中明確提出嚴控大氣污染物排放。新建燃煤發電機組（含在建和項目已納入國家火電建設規劃的機組）應同步建設先進高效脫硫、脫硝和除塵設施，不得設置煙氣旁路通道。東部地區（遼寧、北京、天津、河北、山東、上海、江蘇、浙江、福建、廣東、海南等11省市）新建燃煤發電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值（即在基準氧含量6%條件下，煙塵、SO2、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50 mg/Nm3）。計劃內的排放要求，被電力行業稱為“超凈排放”或者“近零排放”。該計劃為接下來一段時間我國電廠脫硫脫硝技術指明了發展方向，也對我們將來的教學工作提出了新的要求，我們必須使人才的培養符合行業的需要，做到學以致用。

二、新技術

隨著社會對空氣質量與電廠煙氣排放要求的不斷提高，我國目前的大部分脫硫脫硝裝置都需要技術改造，這就需要新技術的支持。以脫硫為例，目前我國主要使用的是空塔濕法脫硫技術，使用循環的石灰石漿液去吸收煙氣中的SO2，其脫硫效率可達95%以上。然而，目前大部分裝置受到設計容量的限制，不能完成超凈排放的要求。這就需要開發新裝置、新技術。目前常見的技術改造與更新是采用石灰石—石膏濕法單塔/雙塔雙循環技術。傳統的石灰石石膏法脫硫使用單一的漿液池，漿液池的pH維持在5.5左右。從SO2吸收的角度，需要漿液pH較高（偏堿性）。而從石灰石溶解與亞硫酸鹽氧化的角度，又需要漿液的pH較低（偏酸性），兩者之間有矛盾。針對pH的兩難選擇，濕法雙循環技術選擇使用兩個漿液池，在一座吸收塔或者兩座吸收塔內完成了兩次氣液接觸，兩次脫硫，適用于脫硫效率要求較高的脫硫系統。雙循環技術的核心就是兩個漿液池內的漿液的pH不同。一次脫硫時，一般pH較低（在4.5—5.0），雖然脫硫效率不高，但可以滿足亞硫酸鹽氧化的效果，得到高品質的石膏副產品；二次脫硫時，一般pH值較高（在6.0—6.5），雖然石灰石溶解與亞硫酸鹽氧化的效果并不好，但是SO2吸收的效果特別好。經過兩次循環后排放的火電廠煙氣，SO2含量能夠得到有效的控制。雙循環技術使得脫硫系統裝置的脫硫效率達到98%甚至99%以上，突破了脫硫效率只能達到95%左右的技術瓶頸，在漿液功能強化原理、功能區雙效疊加原理上實現了創新，具有獨有的技術參數設計、控制原理。

使用物理方法吸收SO2，并將其當作化工產品生產的原料使用也是處理SO2的一個思路。比如，可再生胺法脫硫制酸工藝技術就是這種方法的典型應用。該工藝具有很高的脫硫效率，脫硫效率可達到99%以上，相對于傳統石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫效率與經濟效益都有提高，同時可避免脫硫石膏的二次污染，減少二氧化碳的排放。目前，該技術已成功應用在國電都勻發電有限公司福泉電廠兩臺600MW級發電機組上。該機組的有機胺法脫硫—制酸示范工程將脫除的SO2用于制備工業級硫酸，年產可達60萬噸。這些新技術一般都是教學大綱與課本上不能體現的內容，這就需要我們在教學過程中穿插介紹新技術與技術前沿，使我們的課堂教學不落伍，學生的學習與生產實際不脫節。

三、新教學

在教學過程中，我們要適應社會與行業的發展需要，關注國家政策法規的更新，結合技術的發展新趨勢，更新完善我們的教學工作，做到教學的與時俱進。在教學中，不能局限于書本中，要跟蹤并及時了解國家與行業的相關政策法規、行業動態，使自己始終能了解行業前沿，并選擇性地將這些信息穿插于教學之中，并與學生展開討論。合理利用學校的社會資源，我們要多與電力行業接觸，多走進電廠了解脫硫脫硝行業的實際情況。結合工程實際，通過多媒體手段將現場所見、所學展現給學生，為書本的理論教學提供更加直觀的支撐。同時結合學生的認識實習、畢業實習等實踐教學內容，我們將課程中所學知識與工業生產緊密結合起來，使學生更好地掌握課本知識。充分利用網絡資源，查詢最新的專業文獻，我們要了解脫硫脫硝行業的新技術、新動態。通過對國內外文獻的閱讀，使自己對脫硫脫硝技術有充分的了解，并在教學中與學生分享。有經典的文獻及時與學生分享，并與學生開展討論，使課本知識得到拓展。另外，我們要學習新的教學與學習手段，拓展課堂，比如近幾年興起的慕課（Massive open online course，MOOC）。慕課是新涌現出來的一種在線課程開發模式，它脫胎于過去的那種發布資源、學習管理系統以及將學習管理系統與更多的開放網絡資源綜合起來的新的課程開發模式。慕課不僅給學生提供了學習的機會，也給老師提供了新的學習參考平臺。

隨著空氣質量控制要求的不斷提高，電廠對煙氣的脫硫脫硝技術的要求也越來越高，這就對《火電廠煙氣脫硫脫硝技術》課程提出了新要求，我們在圍繞教學大綱開展課程教學的同時，要密切關注新國家與行業的新政策，了解國內外的新技術，做好教學更新，從而做到教學的與時俱進。

參考文獻：

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